Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)

Controle Ativo de um Sistema de Refrigeração Bifásico

Rafael José Gonçalves Pereira

Março/2015

Orientadores:

Fernando Cesar Lizarralde Liu Hsu

Programa:

Engenharia Elétrica

      Sistemas de refrigeração vêm despertando grande interesse da indústria devido à necessidade de dissiparem-se crescentes cargas de calor em equipamentos, em especial no campo da microeletrônica. Dentre esses sistemas, os que utilizam fluxo bifásico líquido-vapor de fluido refrigerante vêm ganhando destaque por conta de sua maior eficiência de troca térmica. No entanto, a operação em regime de fluxo bifásico traz consigo uma série de desafios, em especial os associados às instabilidades na vazão.
      Neste trabalho, é considerada a malha primária de um ciclo indireto de refrigeração, que é modelada como um sistema composto por multi-microcanais que opera em fluxo bifásico. Tal modelo a parâmetros concentrados é de baixa ordem, características que possibilitam a análise pela teoria de Controle. Ele é composto por dois subsistemas em cascata: um subsistema de vazão na malha interna e um subsistema de temperatura, externo.
      São propostas leis de controle para estabilização da vazão num ponto de operação na região de fluxo bifásico. Após a estabilização, o objetivo é a otimização da transferência de calor. Para tal, é proposto o uso de diferentes técnicas de busca extremal. Tais técnicas, tanto de otimização quanto de controle de vazão, são validadas com um modelo identificado a partir de dados reais.